关键词农村防雷;工程设计;原则;雷击途径;防雷措施
山东省成武县现有12个乡镇电教中心和453个村级远程教育网络。成武县气象局防雷中心在对全县远程教育电教室防雷设施调查中,发现大部分远程教育接收设备防雷设施存在问题,远教终端是教育部为了促进农村的发展而专门设置的接收系统,在全县范围逐步安装。该系统由接收天线、信号转换器、电视机、微机、显示器组成,系统的电源线路、信号线路应全天侯与设备连接。由于设备安装在各乡(镇)、村办公室,接收天线露天设置,因气象、地理等原因,存在不同程度的雷击隐患。同时,由于农村经济的发展不平衡,许多村庄公共积累较少,依据规范统一安装高标准防雷系统,存在着一定的困难。因此,按照客观实际设置防雷设施十分重要。为了保证远程设备设施的安全及师生的人身安全,农村现代远程教育工程的卫星接收系统与计算机网络教室必须正确安装防雷系统。现对农村远程教育防雷工程设计作一探讨。
1防雷设计的原则、标准及规范
现代远程教育终端系统的设置是一项利国利民的富民工程,防雷设施的设置应本着安全有效、客观实际、经济实用的原则,在对当地雷电活动特点充分了解的基础上,对终端系统实施相对应的防护方式。农村远程教育防雷设计原则是保证师生的人身安全,保护农远设备及被保护对象不受损害。其主要设计标准及规范有《gb50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术设计规》《gb50057-94建筑物防雷设计规范》《gb173-1998计算机信息系统防雷安全规范》《gb5 0174-93电子计算机房设计规范》《jgj/t16-92民用建筑电气设计规范》《iec61312雷电电磁脉冲的防护》《iec6164 3spd电源防雷器》《iec6 1644spd通讯网络防雷器》。
2确定建筑物保护级别及系统雷击途径分析
根据《gb50057-94建筑物防雷设计规范》中有关规定[1],将各现代远程教育系统划分为第3类防雷建筑物。远教终端正常工作时的线路连接基本构成为:架空低压线路直接架空进入建筑物的低压配电盘、电源自配电盘直接与终端设备连接,接受天线与同轴信号线相连架空进入终端设备,pe直接接地。自此可以分析,该系统遭受雷击的危害主要有“路”与“场”2条途径造成。
2.1终端设备由“路”径造成的危害
一是信号线路。由于接收节目的需要,终端天线须处于较开阔地带,因而接收天线高频头存在着直接雷击的可能性,一旦接受天线遭受雷击,雷电流便沿信号线路进入设备,造成远教终端整体损坏。二是电源线路。现在农村用电99%为架空线路,线路走向设置难以避开落雷区,因而加大了输电线路遭受雷击的概率。雷电通过电源线路产生的危害主要由以下原因造成:雷电击在高压线路l或雷电反击中性n线造成l—n间高电压;雷电击在低压线路上l、n皆带有高电压;静电及电磁感应造成l、n皆带有高电压。三是终端设备接地装置(pe)。若接地装置附近金属构件遭受雷击,雷电放电过程中对该接地装置产生反击,从而造成l—pe间的高电压。四是雷电直接击中建筑物与设备。由于农村建房一般采用土墙或砖砌房屋,房顶采用木棒砖瓦,因而增大了设备直接遭受雷击的可能。
2.2终端设备由“场”径造成的危害
雷电通过“场”径对远教终端产生的危害主要是电磁干扰,当远教终端处于雷电放电通道附近时,受雷电放电产生的电磁干扰,远教终端设备将产生雷电感应。
3防雷措施
3.1卫星地面接收站直击雷防护措施
卫星地面接收站应加装避雷针,以确保设备与人身的安全,需在距卫星天线基座2 m外安设地网,其阻值≤4 ω,基座金属部分与地网间用40 mm×40 mm镀锌扁钢做良好电气连接。
3.2计算机网络系统防雷措施
通过对雷电波的频谱进行分析,发现雷电波的绝大部分能量集中在供频附近。因此,雷电波极易和电源线发生耦合。根据统计资料表明,70%~80%的感应雷和雷电侵入波来自传输线。根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的有关规定,对雷电入侵波应分级泄放,直到将感应过电压降到设备可以承受的水平。应在电源开头处加装1台20 ka的三相(或单相)电源避雷器,并采用相应数量的防雷插排。在信号网线上加装1台信号避雷器。另外,在交换机处加装1台多口的交换机避雷器(与交换机端口相同)。电源spd并联安装,信号spd串联安装,并按照国家相关规范合理布线。电源连接相线铜导线均采用10 mm2铜缆,接地端铜导线均采用16 mm2(黄绿相同);信号接地采用4 mm2铜缆(黄绿相同)。
3.3地网制作
良好的接地在防雷系统中极其重要,是不可缺的。良好的接地可以有效地将雷电流泄放入地,保护设备及自身的
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安全。因此,应做好接地系统,达到国家相关规范及规定的安全水平,以确保人身安全和设备安全。接地装置要求每一个接地点是2根铜铸钢接地棒,2根铜铸钢接地棒并联,间距不小于1.5 m,两根之间用截面积为bvr 25 mm2多股铜导线压接,有条件的最好进行熔接。以此保证农村现代远程教育工程的防雷安全。
4参考文献
[1] 中华人民共和国机械工业部.gb50057—94建筑物防雷设计规范[m].北京:中国计划出版社,2000.
[2] 刘卫国.农村防雷装置的施工要求[j].现代农业科技,2010(9):300-301.
[3] 封崇益,陈铸华.农村配电网线路和设备的防雷接地保护研究[j].湖南电力,2010,30(2):31-33,36.
[4] 叶明,陶小兰,吴芳华.新农村建设中雷电防御的探讨[j].农业科技与信息,2010(8):49-50.
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